Устройство для измерения электростатических характеристик неметаллических материалов

(23) П риоритет С 01 В 29/12 3 Ъаударстеенный каентет СССР аа делам нмбретеннй н открытийОпубликовано 07.12,82. Бюллетень 5Ф Дата опубликования описания 07.12,82(72) Автор изобретения В,П,Матуолис Институт Физики АН Литовской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ 1Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения степени элект. ризации неметаллических материалов с определением их релаксационных характеристик, а также может быть использова ю для определения пригодности применения неметаллических материалов по параметру электризации в условиях, где электризациято недопустима.Известно устройство для измерения электростатических характеристик материалов, состоящее из возбудителя статического электричества в виде вольфрамовой проволоки, которая закреплена в корпусе держателя, рабочая поверхность которого параллельна плоскости образца, в котором к проволоке подключен блок высоковольт-о ного питания, и индукционный преобразователь, состоящий из латунного диска, расположенного параллельно плоскости транспортирующего диска. 2Измерение наведенного электричес- кого заряда производится после вклю-чения зарядного устройства. при этом обеспечивается возможность измерения характеристик электризации образцов, выполненных в виде круглых дисков 1 11.Недостатком устройства является то, что параметр электризации оценивается только как процесс наведения заряда в образце, что снижает Функциональные возможности устройства,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения электростатических характеристик неметаллических материалов, состоящее из держателя образца, представляющего собой каретку, установленную на двух направляющих, в углублении которой посредством стальных пластин крепится образец. Коронирующий электрод выполнен в виде фторопластового диска, в котором равномерно распределено 69 стальных иголок, соединенных3 98002вместе на стороне диска, противоположной образцу. На коронирующийэлектрод напряжение подается от источника высокого напряжения. Зондизмерителя электростатического поляустановлен на некотором расстоянииот коронирующего электрода и соеди.нен с входом измерителя электростатического поля2 ,Недостатком устройства является Юто, что полупериод утецки зарядаопределяется в условиях, когда утечка заряда зависит от поверхностнойструктуры образца и различных краевых эффектов. Недостатком является 15также и наличие потерь времени, связанных с перемещением образца из зонывозбуждения в зону измеренения. Этинедостатки обуславливают низкуюточность измерения устройства. Кро оме того, устройство не позволяетизмерять процесс утечки заряда непосредственно в теле образца,Цель изобретения - расширение егофункциональных возможностей при повышении точности измерения,Поставленная цель достигается тем,что в устройство для измерения электростатических характеристик неметаллических материалов, содержащее держатель образца, узел возбуждениястатического электричества, корониру.ющий электрод которого установленнапротив образца, и зонд, соединенныйс входом измерителя электростатицес35кого поля, введены индикатор статическцго электричества, которыйустановлен непосредственно в зонедействия коронирующего электродаузла возбуждения статического40электричества, и анализатор временных интервалов с подключенными к его двум входам пусковымиблоками, один из которых соединенс выходом измерителя электростатического поля, а другой - с индика 45тором статического электричества.На,чертеже показана принципиальная блок-схема устройства,Схема содержит плоский прямоугольный образец 1, закрепленный в рас втяжном узле 2 посредством держателей3 и ч, которые электрически изолированы от растяжного узла 2 высоковольтными изоляторами 5 и 6, Параллельно плоскости образца 1 установлен узел 7 возбуждения статическогоэлектричества с коронирующим электродом 8,который непосредственно соеди 2нен с индикатором 9 статического электричества.Узел 7 возбуждения статического электричества соединен с источником 10 высокого напряжения через блок 11 коммутации. Индикатор 9 статического электричества через первый пусковой блок 12 подключен к первому входу анализатора 13 временных интервалов, второй вход которого подключен через второй пусковой блок 11 и измеритель 15 электростатического поля к выходу зонда 16. Устройсто работает следующим образом.В момент подачи высокого напряжения от истоцника высокого напряжения через блок 11 коммутации на узле 7 возбуждения статического электричества коронирующий электрод возбуидает в образце 1 определенный уровень статического электричества, В этот момент индикатор 9 статического электричества регистрирует появление электризации в образце 1 и после формирования сигнала запуска в пусковом блоке 12 приводится в действие анализатор 13 временных интервалов, Статическое электричество начинает распространяться по телу образца с определенной скоростью в зависимости от величины его электронной и ионной проводимости, Этот процесс распространения заряда по поверхности и объему образца, т,е. его утечка из зоны возбуждения до точки расположения зонда 16, контролируется во времени анализатором 13 временных интервалов. Когда электростатическое поле достигает некоторого порогового значения в месте расположения зонда 16, с помощью второго пускового блока 14 происходит останов анализатора 13 временных интервалов.При известной частоте счета анализатора 13 временных интервалов по известному результату счета, зафиксированному анализатором 13 временных интервалов, и известному расстоянию между коронирующим электродом 8 и зондом 16 подсчитываются скорость распространения и время прохождения составляющей статического электричества от зоны расположения коронирующего электрода 8 до зонда 16. Распределение величины статического электричества вдоль образца 1 определяется с помощью измерителя 15 электД ВНИИПИ Заказ 9352/35 Тираж 717 Подпи филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн 5ростатического поля путем перемещения зонда 16 вдоль образца, Послеокончания переходного процесса измерителем 15 электростатического полярегистрируется установившийся уровень зэлектризации и путем хронометрирования определяется полупериод утечкизаряда,В данном устройстве утечка зарядов практически не зависит от поверхностей структуры образца 1 и различных краевых эффектов, в частности,от электризации основания, так какв устройстве отсутствуют такие конструктивные элементы, какоснование держателя образца, а также стальные пластины для крепления образца.Между коронирующим электродом 8 изондом 16 отсутствуют конструктивныеэлементы, которые могли бы вызвать 20паразитные утечки зарядов. Указанныеобстоятельства способствуют повышению точности измерения электростатических характеристик образца.Расширение Функциональных воз- Иможностей устройства заключается втом, что оно позволяет не толькоизмерить степень электризации неметаллических материалов, но и определить полупериод утечки заряда, а щтакже скорость распространения составляющей статического электричества вдоль образца,Устройство для измерения элетростатических характеристик неметаллических материалов, содержащее держатель образца, узел возбуждениястатического электричества, коронирующий электрод которого установленнапротив образца, и зонд, соединенный с входом измерителя электростатического поля, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширеняего функциональных возможностейпри одновременном повышении точностиизмерения, в него введены индикаторстатического электричества, которыйустановлен непосредственно в зонедействия коронирующего электродаузла возбуждения статического электричества, и анализатор временных интервалов с подключенными к его двумвходам пусковыми блоками, один изкоторых соединен с выходом измерителяэлектростатического поля, а другойс индикатором статического электричества.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СИ Ю 3544899,кл. 324-32, опублик. 1967.2. Пластмассы, Методы определенияэлектростатических свойств ГОСТ16185-70 (прототип).